在一个大的numpy数组中复制位

Question

我有一个64位无符号整数的大numpy数组（即大约2**32个位置），我想在这个数组中的每个整数中复制一个位（可以从0到63）。你知道吗

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示例：

• 输入数组：array([ 0, 5, 2, 7 ])
• 要复制的位置（从右到左）：0

二进制输入是

000  101  010  111

手术后，我想把钻头

0000 1011 0100 1111

• 结果：array([ 0, 11, 4, 15 ])

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如前所述，我的数组很大，所以我更喜欢使用数量最少的临时/辅助数组。你知道吗

我试着在Google或者甚至Bit Twiddling Hacks上找到一些与之相近的东西，但运气不好。你知道吗

提前谢谢！你知道吗

Answer 1

实施

这种天真的方式在我看来已经相当有效了：

mask = -1 << (pos + 1)
(x << 1) & mask | x & ~mask

基准

我运行代码如下：

import numpy as np
import time

array = np.arange(2 ** 27, dtype=np.uint64)
pos = 5

t = time.process_time()
mask = np.uint64(-1 << (pos + 1))
array = (array << 1) & mask | array & ~mask
print(time.process_time() - t)

位复制耗时0.95秒（平均几次运行）。 由于内存问题，我只使用了2个²⁷条目。但我们可以预计2个³²条目的时间为2^{32-27×0.95s=25×0.95s=32×0.96s=30.4s。你知道吗}